La tomographie sismique interprète les changements de vitesses des ondes sismiques provoquées par des modifications de la température des couches traversées.

Les ondes qui accusent un retard par rapport aux autres ont traversé une zone plus chaude et moins dense. Celles qui ont accéléré, ont traversé une zone moins chaude et plus dense. Ce sont, bien sûr, de multiples mesures suivies de nombreux calculs qui, à partir de l'analyse des vitesses d'ondes de volume (P, S) et de surface, fournissent un «scan» des températures du manteau.

Les spécialistes représentent en bleu les zones froides (ou plutôt, moins chaudes) où les ondes sismiques accélèrent, et en rouge les régions chaudes où elles ralentissent. L'intensité des couleurs est proportionnelle à l'amplitude des variations des vitesses.

Les ondes 2 et 3 arrivent avec une vitesse « anormale », c’est à dire qu’elles arrivent en avance aux sismographes.

Les ondes 1, et 4 arrivent avec une vitesse « normale », c’est à dire qu’elles ont un temps de parcours moyen. Elles n’ont pas rencontrées de zones plus froides qui les accélèrent ou de zones plus chaudes qui les ralentissent.

Source : http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosgeol/01_decouvrir/03_convection/01_terrain/02a_plus.htm .

Sur cette image, les régions colorées :

- en rouge correspondent aux régions anormalement chaudes, la vitesse des ondes est inférieure à la vitesse "normale".

- en bleu montrent des régions froides ; les ondes s'y propagent rapidement.

source : http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/convection-2005-04-01.xml

On peut donc déterminer la température en profondeur.

Répartition des isothermes (en °C) dans le manteau supérieur du globe